淀粉漿液的黏附力研究

李媛 錢現

摘?要：為研究淀粉在低溫時的上漿效果，采用粗紗試驗法對玉米淀粉、氧化淀粉、SPR淀粉和A115淀粉漿液在不同溫度下（90、70、50℃）的黏附力進行測試。結果表明，4種淀粉對粗紗的黏附力隨溫度的升高而增大;玉米淀粉的黏附力最大，SPR淀粉和A115淀粉在低溫時的黏附力好，適宜低溫上漿。上述結論可為低溫上漿的可行性提供重要參考。

關鍵詞：淀粉漿料;粗紗試驗法;低溫上漿;黏附力

中圖分類號：TS105.2

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2019）02-0018-03

Abstract：to study the sizing effect of starch at a low temperature， roving experiment method was applied to test adhesive force of corn starch， oxidized starch， SPR starch and A115 starch slurry under different temperatures （90 ℃， 70 ℃ and 50 ℃）. The results showed that， adhesive force of the 4 kinds of starch to roving increased with temperature rise. Corn starch presented the maximum adhesive force. SPR starch and A115 starch showed good adhesive force at the low temperature， and they were suitable for low-temperature sizing. The above conclusion can provide important reference for the feasibility of low-temperature sizing.

Key words：starch slurry; roving experiment method; low-temperature sizing; adhesive force

淀粉是一種來源廣泛的可再生的天然高聚物化合物，其特征在于容易被生物降解，環境污染小，價格低等，因而其一向都是漿紗工藝中重要的黏著劑[1]。漿料的選用在漿紗工藝中有著非常重要的作用，一般通過漿料的成膜性及黏附性來評價漿料性能的好壞，判斷其能否適用于漿紗。黏附性通常用黏附力的大小來反映。影響黏附力大小的因素有纖維與漿料之間的黏附性能及漿料自身的內聚力，兩個聚合物之間的黏附以化學黏附、熱力學黏附和機械黏附3種形式存在。而在漿紗中，漿料對纖維的有效黏附以熱力學黏附和機械黏附為主，在后整理過程中必須把漿料從織物中除去，因而漿料與纖維之間不能有化學鍵結合，又稱不允許有化學黏附[2]。黏附力作為漿液的質量指標之一，結合了漿膜自身的強度和漿液對紗線以及織物的黏附力兩個方面之間的性能，直接反映了經紗上漿后的可織造性能。通常淀粉對棉纖維、麻纖維、黏膠等纖維素纖維有很好的黏附性[3]。

漿液的黏附力測試主要有粗紗法及織物條試驗法兩種方法[4]。一般采用較多的是粗紗試驗法，這是由于粗紗自身的強力很小，在試驗時粗紗自身的強力大小可忽略不計，因而可用漿紗后粗紗的斷裂強力的大小來反應漿液的黏附力。這種方法相對比較簡單，可以適用于紡織企業對漿料性能的簡單評價，而且與上漿實踐中采用的細紗情況相近，因此得到普遍的應用[5]。但以往的文獻中很少將粗紗法應用于研究低溫上漿，此次實驗通過粗紗試驗法對淀粉漿液在不同溫度下的黏附力進行測試，同時對4種淀粉漿液在不同溫度下的黏附力進行比較，找出適合低溫上漿的產品，為低溫上漿的研究提供建議，同時也為企業對淀粉漿料的選擇及性能的評價提供參考。

1?實?驗

1.1?材料與儀器

材料：玉米淀粉（陜西寶雞眉縣淀粉廠），氧化淀粉（山東帛方紡織公司），A115淀粉（常州樂高紡織品有限公司），SPR淀粉（常州樂高紡織品有限公司），滌棉粗紗（T/C，65/35，612 tex，西安紡織集團有限公司），純棉粗紗（612 tex，西安紡織集團有限公司）。

儀器：HD026PC型電子織物強力儀（南通宏大實驗儀器有限公司）;HH-2型恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司）。

1.2?測試方法

實驗采用粗紗試驗法評價漿料對纖維的黏附性。具體操作如下：

a） 調制2 000 mL濃度為1%的淀粉漿液，升溫至95 ℃再煮1 h;b） 將粗紗輕輕的繞在鋁合金框架上，繞紗時用力要小而勻稱且不可以有伸長，如圖1所示;c） 將漿液分別降溫至90、70、50 ℃并保溫，把繞有粗紗的框架浸入漿液，測試不同溫度下淀粉漿液對粗紗的黏附力，按下秒表計時，5 min后取出繞有紗線的框架將粗紗小心剪下，掛起自然晾干;d）將晾干后的粗紗放在恒溫恒濕的標準條件下（相對濕度60%～80%）平衡24 h后測試;e）用電子織物強力儀（測試條件為夾距100 mm，拉伸速度100 mm/min）測試上漿后粗紗的斷裂強力，并記錄斷裂強力，用斷裂強力的大小來表示漿液對粗紗的黏附力。測試20個試樣，去掉最大值和最小值后取其平均值。

做對比實驗時，為了避免來源不同的粗紗帶來的差異，必須使用同一個卷裝上的粗紗。相同的道理，純棉紗線、滌棉紗線和其他原料的粗紗所測試的黏附力數據沒有可比性。

2?結果與分析

淀粉糊化溫度：玉米淀粉71 ℃;氧化淀粉68 ℃;SPR淀粉47 ℃;A115淀粉65 ℃。

2.1?4種淀粉對粗紗的黏附力

由表1可知，玉米淀粉對粗紗的黏附力最好，這是由于玉米淀粉的聚合度大，支鏈淀粉的含量高，其在熱水中容易膨脹，使漿液變得黏稠，漿液雖然不易浸透紗線內部，但其對紗線的被覆能力很好，增強耐磨性，其黏附力大多源于漿液對粗紗的被覆能力。在上漿工藝中，應保持漿液黏度穩定，使得上漿量和漿液對紗線的浸透與被覆程度維持不變[6];氧化淀粉對粗紗的黏附力最小。

4種淀粉對滌棉粗紗的黏附力均比對純棉粗紗的黏附力好，這是因為滌棉粗紗的自身強力就比純棉粗紗的強力大，因此相同淀粉不同粗紗之間的黏附力不具有可比性，在比較不同淀粉之間的黏附力時，一定要采用同一機器生產的同一卷裝上的粗紗，使實驗結果具有可比性。

2.2?不同溫度下淀粉對粗紗黏附力的影響

玉米淀粉、氧化淀粉和SPR淀粉對粗紗的黏附力隨溫度的升高而增大。這是由于隨著溫度的升高，各分子間運動加劇，漿液更容易進入纖維內部，從而獲得良好的上漿效果。

A115淀粉對純棉粗紗的黏附力是70 ℃>90 ℃>50 ℃，測得其粘度變化曲線如圖2所示。產生這一結果的原因可能是：A115淀粉是醚化淀粉，糊化溫度低（65 ℃），親水性好，可較好的適用于滌棉紗上漿，其糊化后隨著溫度的升高，粘度略有下降，使黏附在紗線的漿料變少，從而導致70 ℃漿液對棉紗的黏附力大于90℃時的黏附力[7]。

試驗中將粗紗懸掛晾干，由于重力作用，漿料流到粗紗下部，干后粗紗兩端強力差異較大，在拉伸時薄弱的環節先斷裂，導致斷裂強力的大小與夾持位置的有關，加持位置偏向漿料多的部位，其斷裂強力較大，反之會稍偏小。為減少人為操作導致數據誤差的因素，可將粗紗平鋪晾干，避免由于懸掛導致的漿料不勻現象。

目前所采用的測試黏附力的方法都具有一些缺陷，粗紗法測黏附力的試驗指標是粗紗自身的強力、纖維與漿料之間的黏附力以及漿料自身的內聚力的綜合[8]。在3個影響因素中，雖然粗紗強力較小、但漿料自身的內聚力在斷裂強力中會占據大部分的比例，而且很難將這個比例從試驗數據中分離開來。因而試驗中應盡量保持各條件一致。雖然粗紗法測漿液的黏附性與實際漿紗情況有一定的差異，但它與上漿實踐中使用的細紗情況近似，能比較準確的表示出漿液的上漿情況，但不能精確的反映漿料對纖維的黏附性。這是因為在試驗過程中漿液對粗紗的上漿率不同而產生的。考慮到上漿率的大小與漿料對粗紗的黏附力有關，采用比黏附力的概念進行試驗會更加精確，也會使漿料對粗紗的黏附性能測試更加科學[9]。

2.3?適宜低溫上漿的漿料

雖然玉米淀粉在低溫時的黏附力好，但是由于很多羥基的締合作用，其黏度很大，主要是附著在紗線表面，但是對紗線的浸透能力較差，而紗線內部的漿液主要能增強紗線的斷裂強度，且低溫時容易發生不可逆的凝膠和退減現象，因而不能在低溫情況下使用[10]。而變性淀粉和玉米淀粉的性質不同，變性淀粉通過物理化學或生物手段引進羧甲基等親水性基團，從而改變了天然淀粉的性質，改善了玉米淀粉的性能，淀粉的親水能力變大，極性得到增強，其粘度熱穩定性也比玉米淀粉好[11]。低溫上漿工藝為60～70 ℃[12]，3種變性淀粉中，SPR淀粉和A115淀粉在低溫時的黏附力比氧化淀粉好，適宜低溫上漿，在實際漿紗工藝中可以作為參考。但由于SPR淀粉是進口淀粉，雖然其上漿性能好，但成本太高，由于氧化淀粉成本低，目前部分紡織廠已將氧化淀粉投入低溫上漿生產工藝。低溫上漿的研究不但具有非常重要的實用價值，也是目前漿紗生產工藝中必須要解決的問題。在達到漿紗質量的同時，減少生產成本，節能減耗。

3?結?論

淀粉漿料的黏附性是粗紗自身強力、纖維與漿料的黏附力及漿料自身內聚力的綜合。利用不同溫度下淀粉漿料對粗紗的黏附力不同來進行低溫上漿研究。由實驗可知，玉米淀粉對粗紗的黏附力最好，氧化淀粉對粗紗的黏附力最小;SPR淀粉和A115淀粉在低溫時對粗紗的黏附力好，適宜低溫上漿。此結果可為低溫上漿提供建議，也可為企業對淀粉漿料的選擇及性能的評價提供參考。粗紗法在試驗中有一定的缺陷，建議可以利用比黏附力的概念來對淀粉的低溫上漿進行研究。

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